Le laboratoire USP étudie une technique capable de réguler le fonctionnement du cerveau – Jornal da USP

La recherche cherche de nouvelles applications et améliore la précision de la stimulation magnétique transcrânienne

Par Brenda Marchiori

Art par Lívia Magalhães avec des images de Freepik et Pixabay

Magnetic Transcription Stimulation (TMS), un traitement de neurostimulation utilisant une technique de neuromodulation sans médicament. Cette technique est capable de réguler le fonctionnement du cerveau grâce à des ondes magnétiques qui produisent des changements dans les neurocircuits cérébraux pour le traitement des troubles psychologiques et psychiatriques. À l’USP de Ribeirão Preto, le Laboratoire de biomagnétisme (Biomag) du Département de Physique de la Faculté de Philosophie, Sciences et Lettres (FFCLRP) étudie le sujet et les résultats ont déjà donné naissance au logiciel Navigateur InVesalius, la première qui permet une neurostimulation plus précise.

Oswaldo Baffa coordonne Biomag – Image : SCS-RP

Selon le coordinateur de Biomag, le professeur Oswaldo Baffa Filho, les découvertes du groupe aident à démêler les mécanismes neuronaux de la fonction cérébrale et à guider les futurs protocoles de stimulation non invasive. Récemment, chercheurs ont publié des études dans le domaine de la stimulation magnétique transcrânienne visant de nouvelles applications et instrumentations, en plus d’une collaboration sans précédent avec le Département de neurosciences et de génie biomédical de l’École des sciences de l’Université Aalto, en Finlande.

LA thèse doctorat de l’étudiant Victor Hugo de Oliveira et Souza, décerné dans la catégorie de la meilleure thèse dans le domaine de la physique médicale, dans le Prix ​​de thèse de doctorat SBF 2020, promu par Société brésilienne de physique et guidé par le professeur Baffa, a donné naissance au système de neuronavigation Navigateur InVesaliusle premier logiciel de neuronavigation gratuit et open source pour guider la stimulation cérébrale.

Pour la première fois, « certaines propriétés anatomiques et fonctionnelles des populations neuronales liées au contrôle moteur ont été étudiées », explique Souza. Autrement dit, les chercheurs ont étudié l’ensemble des neurones connectés au mécanisme responsable de la production et du contrôle des mouvements du corps humain.

De plus, des transducteurs multicanaux ont été créés pour l’automatisation des procédures de stimulation cérébrale non invasive. C’est un système capable de transformer une forme d’énergie en une autre afin que cette stimulation ne se produise pas de manière agressive et que le patient ne reçoive le stimulus qu’à l’endroit prévu. Selon le chercheur, « l’un des transducteurs est le premier à permettre un contrôle électronique rapide (inférieur à la milliseconde) et précis de l’orientation du stimulus dans le cerveau ».

Victor Hugo de Oliveira e Souza, Meilleure thèse de 2020 – Image : Archives personnelles

Dans ce travail, une méthode pour créer un fantôme a également été développée, un simulateur utilisé pour l’estimation de la dose du patient et l’évaluation des interactions des rayonnements avec la matière, pour une formation en neurochirurgie. « Cette méthode a été appliquée dans la pratique clinique et a été cruciale pour le succès d’une chirurgie de séparation de jumeaux siamois qui a eu lieu à Ribeirão Preto, tout au long de 2018 », explique le chercheur. Actuellement, le logiciel est déjà utilisé dans des laboratoires de recherche de plusieurs pays et des institutions renommées, telles que l’Université de Stanford, aux États-Unis, l’Université Aalto, en Finlande, l’Université fédérale de Rio de Janeiro (UFRJ) et l’Université fédérale de Juiz de Fora ( UFJF).

avances

Autre travail du laboratoire, publié dans la revue internationale Stimulation cérébraleaborde le développement de logiciels libres et open source Navigateur InVesalius pour dépasser les limites de la neuronavigation et de la stimulation magnétique transcrânienne, outils précieux dans le milieu clinique et de la recherche. Le logiciel fournit une plate-forme flexible visant à répondre aux besoins de recherche et aux exigences cliniques, à étendre l’utilisation de la stimulation magnétique transcrânienne naviguée à travers la communauté, ainsi qu’à améliorer la fiabilité et la précision spatiale des mesures de stimulation cérébrale non invasive.

Dans le même ordre d’idées, l’article TMS avec contrôle électronique rapide et précis : mesure de la sensibilité d’orientation des voies corticomotriceségalement publié dans Stimulation cérébraleprésente un modèle qui aide à démêler les mécanismes neuronaux du fonctionnement cérébral et guide les futurs protocoles de stimulation non invasive. C’est un « amplificateur mulilocus capable de stimuler rapidement et entièrement électroniquement les régions voisines du cortex cérébral », explique le professeur Baffa.

déjà l’article Les muscles de l’avant-bras et de la main présentent une coactivation élevée et un chevauchement des représentations motrices corticalespublié par Topographie du cerveauune revue sur la fonction et la dynamique cérébrales, a cherché à comprendre si la coactivation des groupes musculaires pouvait fournir des cartes motrices plus précises lors de la délimitation de tissus cérébraux éloquents, une zone sensible du cerveau, lors de la planification pré-chirurgicale.

biomag

Le laboratoire travaille aussi dans le cadre du Centre de Recherche, d’Innovation et de Diffusion en Neuromathématiques (Neuromat), l’un des Centres de recherche, d’innovation et de diffusion (Cepids) de la Fondation d’aide à la recherche de l’État de São Paulo (Fapesp). Selon le professeur Oswaldo Baffa Filho, coordinateur de Biomag, le développement du système de neuronavigation robotique permet « d’effectuer la stimulation de manière plus confortable et précise ».

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Publié: 12/05/2018

Publié: 26/09/2018

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